JP2018179356A

JP2018179356A - クリンカ除去用給水装置

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Publication number: JP2018179356A
Application number: JP2017076794A
Authority: JP
Inventors: 文章栗栖; Fumiaki Kurisu
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-04-07
Also published as: JP6911476B2

Abstract

【課題】ホースを展張するのにかかる時間を短縮して、クリンカ除去の効率を向上するクリンカ除去用給水装置を提供すること。【解決手段】外装に複数の点検用窓４３が設けられ石炭を燃焼させる燃焼ボイラ４０と、燃焼ボイラ４０の高さ方向に沿って外周に配置される複数のフロア４２と、を備える石炭火力発電設備１に配置されるクリンカ除去用給水装置１００であって、クリンカ除去用の水を供給する給水管１３０と、給水管１３０に配置されるとともに、複数のフロア４２のそれぞれに配置されるノズル部１１０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、クリンカ除去用給水装置に関する。

従来、石炭発電設備において石炭を燃焼させる方法として、種々の方式がある。なかでも、石炭を微粉砕した粒子を炉内に吹き込んで燃焼させる、いわゆる微粉炭燃焼が主に採用されている。石炭の燃焼によって、石炭灰が副生物として生成される。

生成された石炭灰の一部は、石炭を燃焼する燃焼ボイラ内に付着してクリンカと呼ばれる塊となって成長する。燃焼ボイラの点検時やトラブル発生時には、ジェット洗浄による炉内の水洗（クリンカ除去）が実施されている。

ジェット洗浄を用いたクリンカ除去装置として、高圧の噴射流体を噴射するノズルを有する第１ホースと、第１ホースに接続され、高圧の噴射流体が導入される第２ホースと、を備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−５５４２５号公報

特許文献１に開示されたクリンカ除去装置によれば、第１のホース及び第２のホースが、燃焼ボイラの火炉壁を貫通して配置されているスリーブ状部材の内部を摺動可能に構成される。これにより、チューブを容易に操作でき、クリンカ除去の効率を向上することができる。

ところで、クリンカが燃焼ボイラ内の特定位置のみに付着するとは限らないため、ジェット洗浄用の水を供給する配管は、クリンカ除去に好適な位置に配置されているとは限らない。そのため、水を供給するノズルから除去作業を行う位置までホースを展張するのに時間を要していた。ホースの展張にかかる時間を短縮することにより、クリンカ除去の効率を向上できればより好ましい。

本発明は、ホースを展張するのにかかる時間を短縮して、クリンカ除去の効率を向上させられるクリンカ除去用給水装置を提供することを目的とする。

本発明は、外装に複数の点検用窓が設けられ石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの高さ方向に沿って外周に配置される複数のフロアと、を備える石炭火力発電設備に配置されるクリンカ除去用給水装置であって、クリンカ除去用の水を供給する給水管と、前記給水管に配置されるとともに、複数の前記フロアのそれぞれに配置されるノズル部と、を備えるクリンカ除去用給水装置に関する。

また、前記給水管は、給水口を有し、前記給水口から前記燃焼ボイラの外周に沿って配置される本管と、前記本管から前記燃焼ボイラの高さ方向に沿って起立し、前記ノズル部が配置される起立管と、を備え、前記起立管は、前記燃焼ボイラを挟んで少なくとも一対配置されることが好ましい。

また、前記起立管は、前記燃焼ボイラを挟む一方と他方とのそれぞれに複数配置されることが好ましい。

本発明によれば、ホースを展張するのにかかる時間を短縮して、クリンカ除去の効率を向上するクリンカ除去用給水装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るクリンカ除去用給水装置が配置される石炭火力発電設備を示す概略構成図である。一実施形態のクリンカ除去用給水装置と燃焼ボイラとの位置関係を示す概略平面図である。一実施形態のクリンカ除去用給水装置と燃焼ボイラとの位置関係を示す概略斜視図である。一実施形態のクリンカ除去用給水装置のノズル部を示す概略平面図である。一実施形態のクリンカ除去用給水装置のノズル部にホースを接続した状態を示す概略平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るクリンカ除去用給水装置１００について、図１〜図５を参照して説明する。
まず、本実施形態に係るクリンカ除去用給水装置１００が配置される石炭火力発電設備１について説明する。

石炭火力発電設備１は、図１に示すように、石炭バンカ２０と、給炭機２５と、微粉炭機３０と、燃焼ボイラ４０と、燃焼ボイラ４０の下流側に設けられた排気通路５０と、この排気通路５０に設けられた脱硝装置６０、空気予熱器７０、電気集塵装置９０、ガスヒータ（熱回収用）８０、誘引通風機２１０、脱硫装置２２０、ガスヒータ（再加熱用）２３０、脱硫通風機２４０、及び煙突２５０と、を備える。

石炭バンカ２０は、石炭サイロ（図示しない）から運炭設備によって供給された石炭を貯蔵する。給炭機２５は、石炭バンカ２０から供給された石炭を所定の供給スピードで微粉炭機３０に供給する。

燃焼ボイラ４０は、微粉炭機３０から供給された微粉炭を、強制的に供給された空気と共に燃焼する。微粉炭を燃焼することによりクリンカアッシュ及びフライアッシュなどの石炭灰が生成されると共に、排ガスが発生する。燃焼ボイラ４０の詳細については後述する。

排気通路５０は、燃焼ボイラ４０の下流側に配置され、燃焼ボイラ４０で発生した排ガス及び生成された石炭灰を流通させる。この排気通路５０には、上述のように、脱硝装置６０、空気予熱器７０、ガスヒータ（熱回収用）８０、電気集塵装置９０、誘引通風機２１０、脱硫装置２２０と、ガスヒータ（再加熱用）２３０、脱硫通風機２４０、及び煙突２５０がこの順で配置される。

脱硝装置６０は、排ガス中の窒素酸化物を除去する。
空気予熱器７０は、排気通路５０における脱硝装置６０の下流側に配置される。空気予熱器７０は、脱硝装置６０を通過した排ガスと押込式通風機７５から送り込まれる燃焼用空気とを熱交換させ、排ガスを冷却すると共に、燃焼用空気を加熱する。

ガスヒータ８０は、排気通路５０における空気予熱器７０の下流側に配置される。ガスヒータ８０には、空気予熱器７０において熱回収された排ガスが供給される。ガスヒータ８０は、排ガスから更に熱回収する。

電気集塵装置９０は、排気通路５０におけるガスヒータ８０の下流側に配置される。電気集塵装置９０には、ガスヒータ８０において熱回収された排ガスが供給される。電気集塵装置９０は、電極に電圧を印加することによって排ガス中の石炭灰（フライアッシュ）を収集する装置である。電気集塵装置９０において捕集されるフライアッシュは、フライアッシュ回収装置１２０に回収される。

誘引通風機２１０は、排気通路５０における電気集塵装置９０の下流側に配置される。誘引通風機２１０は、電気集塵装置９０においてフライアッシュが除去された排ガスを、一次側から取り込んで二次側に送り出す。

脱硫装置２２０は、排気通路５０における誘引通風機２１０の下流側に配置される。脱硫装置２２０には、誘引通風機２１０から送り出された排ガスが供給される。脱硫装置２２０は、排ガスに石灰石と水との混合液を吹き付けることにより、排ガスに含有されている硫黄酸化物を混合液に吸収させて脱硫石膏スラリーを生成させ、この脱硫石膏スラリーを脱水処理することで脱硫石膏を生成する。脱硫装置２２０において生成された脱硫石膏は、この装置に接続された脱硫石膏回収装置２２２に回収される。

ガスヒータ２３０は、排気通路５０における脱硫装置２２０の下流側に配置される。ガスヒータ２３０には、脱硫装置２２０において硫黄酸化物が除去された排ガスが供給される。ガスヒータ２３０は、排ガスを加熱する。

脱硫通風機２４０は、排気通路５０におけるガスヒータ２３０の下流側に配置される。脱硫通風機２４０は、ガスヒータ２３０において加熱された排ガスを一次側から取り込んで二次側に送り出す。
煙突２５０は、排気通路５０における脱硫通風機２４０の下流側に配置される。煙突２５０には、ガスヒータ２３０で加熱された排ガスが導入される。煙突２５０は、排ガスを排出する。

図２を参照して、燃焼ボイラ４０について説明する。
図２において、燃焼ボイラ４０は全体として略逆Ｕ字状をなしており、図中矢印に沿って排ガス（燃焼ガス）が逆Ｕ字状に移動した後、２次節炭器４１ｅを通過後に、再度小さくＵ字状に反転する。燃焼ボイラ４０の外周には、燃焼ボイラ４０の高さ方向に沿って複数のフロア４２が配置される。また、燃焼ボイラ４０の外装側面には、複数のフロア４２のそれぞれから燃焼ボイラ４０の内部を点検可能な点検用窓４３が設けられる。

燃焼ボイラ４０の下方には、燃焼ボイラ４０の内部のバーナーゾーン４１ａ’付近で微粉炭を燃焼するためのバーナ４１ａが配置されている。また、燃焼ボイラ４０の内部のＵ字頂部付近には、第一の過熱器４１ｂが配置されており、更にそこから第二の過熱器４１ｃが続いて配置されている。更に、第二の過熱器４１ｃの終端付近からは、１次節炭器４１ｄ、２次節炭器４１ｅが２段階に設けられている。ここで、節炭器（ＥＣＯとも呼ばれる）は、排ガスの保有する熱を利用してボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群である。

以上の燃焼ボイラ４０によれば、バーナーゾーン４１ａ’において微粉炭が燃焼される。燃焼によって生成される石炭灰の一部は、矢印の方向に沿って上昇して排ガスと共に第一の過熱器４１ｂ、第二の過熱器４１ｃ、１次節炭器４１ｄ、及び２次節炭器４１ｅを順次通過する。また、石炭灰の一部は、燃焼ボイラ４０の内部に付着して、クリンカＣと呼ばれる塊となって成長する。本実施形態に係るクリンカ除去用給水装置１００は、燃焼ボイラ４０の内部に付着するクリンカＣを水Ｗ（図５参照、ジェット洗浄）によって除去するために設けられる。

本実施形態に係るクリンカ除去用給水装置１００は、図２及び図３に示すように、燃焼ボイラ４０の外周に沿って配置される。具体的には、クリンカ除去用給水装置１００は、燃焼ボイラ４０の外周に配置される複数のフロア４２の外側に配置される。このクリンカ除去用給水装置１００は、給水管１３０と、ノズル部１１０と、を備える。

給水管１３０は、図２に示すようなジェット水給水車Ｊから供給される水を各フロア４２まで供給すべく配置される。給水管１３０は、本管１３１と、起立管１３２と、を備える。

本管１３１は、図２及び図３に示すように、ジェット水給水車Ｊに接続される給水口１３５を有し、給水口１３５から燃焼ボイラの近傍まで配置される。具体的には、本管１３１は、一端に給水口１３５を有し、他端部が燃焼ボイラの外周に沿って配置される。本実施形態において、本管１３１は、３本の配管を含んで構成される。３本の配管の一端は、ジェット水給水車Ｊに接続される。本管１３１は、３本の配管の内の２本のそれぞれが中途部分で２つに分かれ、他端部が燃焼ボイラ４０を挟んで一方及び他方に配置される。本管１３１は、残りの一本の配管の他端部が燃焼ボイラ４０の一方に配置される。即ち、本実施形態では、燃焼ボイラ４０の一方には、３本の配管が延び、他方には、２本の配管が延びる。

起立管１３２は、一端が本管１３１に接続され、本管１３１から燃焼ボイラ４０の高さ方向に沿って起立する。具体的には、起立管１３２は、本管１３１の他端から燃焼ボイラ４０の高さ方向に沿って、燃焼ボイラ４０の上端部まで起立する。この起立管１３２には、後述するノズル部１１０が配置される。そして、起立管１３２は、燃焼ボイラ４０を挟む一方と他方のそれぞれに複数配置される。即ち、起立管１３２は、第１系統として、燃焼ボイラ４０を挟む一方に複数配置され、第２系統として、燃焼ボイラ４０を挟む他方に複数配置される。本実施形態において、起立管１３２は、燃焼ボイラを挟む一方において、３本が集中的に配置される。また、起立管１３２は、燃焼ボイラを挟む他方において、２本が集中的に配置される。

以上の給水管１３０によれば、クリンカ除去用の水が、ジェット水給水車Ｊから給水口１３５を介して本管１３１に供給される。本管１３１に供給された水は、第１系統の給水管１３０及び第２系統の給水管１３０のそれぞれに供給される。

ノズル部１１０は、図３に示すように、複数のフロア４２のそれぞれに配置される。また、ノズル部１１０のそれぞれは、各フロア４２の床面から作業員が操作可能な程度の高さに配置される。このノズル部１１０は、第１系統の起立管１３２と、第２系統の起立管１３２のそれぞれに配置され、燃焼ボイラを挟んで対向配置される。即ち、ノズル部１１０は、燃焼ボイラを挟んで一対に配置される。ノズル部１１０は、図４に示すように、弁部１１１と、ノズル本体１１２と、を備える。

弁部１１１は、水の放出を開始又は停止すべく設けられる。弁部１１１は、弁部本体１１３と、開閉ハンドル１１４と、を備える。

弁部本体１１３は、直方体形状に形成され、弁体(図示せず)を内部に有する。弁部本体１１３は、一側面側が起立管１３２に接続される。

開閉ハンドル１１４は、例えば、金属製の円形ハンドルである。開閉ハンドル１１４は、弁部本体１１３に軸止され、周方向への回動により弁体(図示せず)を回動して、弁体（図示せず）の開閉を制御可能になっている。本実施形態において、開閉ハンドル１１４は、直方体形状の弁部本体１１３の上面に設けられる。

ノズル本体１１２は、筒状の部材である。ノズル本体１１２は、一端が弁部本体１１３の側面に接続され、フロア４２の床面に沿って延びる。ノズル本体１１２は、弁部本体１１３から供給される水を他端から放出可能になっている。ノズル本体１１２は、例えば、図５に示すような一端に放水口１４１が取り付けられたホース１４２の他端部を取り付け可能に構成される。本実施形態において、ノズル本体１１２は、一端が弁部本体１１３の起立管１３２に接続されている面とは逆の面に接続される。

以上のノズル部１１０によれば、開閉ハンドル１１４が開方向に回動されることにより、弁部本体１１３の弁体（図示せず）が開かれる。弁体（図示せず）が開かれることにより、ノズル本体１１２は、一端から他端に向けて水を放出可能な状態になる。一方、開閉ハンドル１１４が閉方向に回動されることにより、弁部本体１１３の弁体（図示せず）が閉じられる。弁体（図示せず）が閉じられることにより、ノズル本体１１２は、水が流れない状態になる。

次に、クリンカ除去用給水装置１００によるクリンカ除去動作について説明する。
まず、ジェット水給水車Ｊの配管が、本管１３１の給水口１３５に接続される。ジェット水給水車Ｊから給水口１３５に水が供給されることにより、本管１３１及び起立管１３２に水が供給される。

クリンカＣを除去するために用いられるノズル部１１０には、一端に放水口１４１を有するホース１４２の他端が接続される。そして、燃焼ボイラ４０の外装に配置されている点検用窓４３が作業員によって開けられ、ホース１４２の一端側（放水口１４１）が、燃焼ボイラ４０内に挿入される。そして、開閉ハンドル１１４が開かれる方向へ回動されることにより、弁部本体１１３の弁体（図示せず）が開かれる。弁体（図示せず）が開かれることにより、水がノズル本体１１２の一端側から他端側へ供給される。そして、ノズル本体１１２の他端側から放出された水は、ホース１４２及び放水口１４１を通り、燃焼ボイラ４０内に放出される。放水口１４１が作業員によってクリンカＣに向けられることにより、放水口１４１から放出された水Ｗが燃焼ボイラ４０の内面に付着したクリンカＣに当たる。これにより、クリンカＣは、燃焼ボイラ４０の内面から脱落して、燃焼ボイラ４０の下部へ落ちる。

複数のフロア４２のそれぞれに配置されているノズル部１１０は、ホース１４２を用いて個別に水を放出することができる。また、燃焼ボイラ４０を挟んで配置されているノズル部１１０は、個別に水を放出できる。多くのノズル部１１０を用いてクリンカＣに多数の方向から水を放出することにより、クリンカＣが短時間で除去される。

以上説明した一実施形態のクリンカ除去用給水装置１００によれば、以下のような効果を奏する。

（１）クリンカ除去用給水装置１００を、クリンカ除去用の水を供給する給水管１３０と、給水管１３０に配置されるとともに、複数の前記フロアのそれぞれに配置されるノズル部１１０と、を含んで構成した。給水管１３０がクリンカ除去用の水をノズル部１１０に供給することにより、ノズル部１１０は、水を放出可能になる。ノズル部１１０部が複数のフロア４２のそれぞれに配置されているので、クリンカ除去作業を実施する位置の近傍から迅速に水を供給することができる。よって、燃焼ボイラ４０のクリンカを除去する際に、水の供給元からホースを展張する時間を短くすることができ、クリンカ除去作業の効率を向上できる。

（２）給水管１３０を、給水口１３５を有し、給水口１３５から燃焼ボイラ４０の外周に沿って配置される本管１３１と、本管１３１から燃焼ボイラ４０の高さ方向に沿って起立し、ノズル部１１０が配置される起立管１３２と、を含んで構成した。そして、起立管１３２を、燃焼ボイラ４０を挟んで少なくとも一対配置した。燃焼ボイラ４０を挟んで両方からクリンカ除去用の水を供給できる。よって、クリンカ除去作業の効率をより向上できる。

（３）起立管１３２を、燃焼ボイラ４０を挟む一方と他方とのそれぞれに複数配置した。これにより、更に多くのノズル部１１０に水を供給できるので、クリンカ除去作業の効率をより向上できる。

以上、本発明のクリンカ除去用給水装置の好ましい各実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態において、クリンカ除去用給水装置１００は、ノズル部１１０の近傍にホース１４２を収納したホース収納部（図示せず）を更に備えてもよい。これにより、ホース１４２を展張可能になるまで時間を短縮して、クリンカ除去の効率をより向上することができる。

また、上記実施形態において、起立管１３２を、燃焼ボイラを挟んで一方に３本配置し、他方に２本配置したが、この数に制限されない。また、起立管１３２をフロアの床面に沿う方向に分散して配置することにより、ノズル部１１０を分散配置して、同じフロアの多くの位置にホース１４２を取り付け可能にしてもよい。

１石炭火力発電所
４０燃焼ボイラ
４２フロア
１００クリンカ除去用給水装置
１１０ノズル部
１３０給水管
１３１本管
１３２起立管
１３５給水口

Claims

外装に複数の点検用窓が設けられ石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの高さ方向に沿って外周に配置される複数のフロアと、を備える石炭火力発電設備に配置されるクリンカ除去用給水装置であって、
クリンカ除去用の水を供給する給水管と、
前記給水管に配置されるとともに、複数の前記フロアのそれぞれに配置されるノズル部と、
を備えるクリンカ除去用給水装置。
前記給水管は、
給水口を有し、前記給水口から前記燃焼ボイラの外周に沿って配置される本管と、
前記本管から前記燃焼ボイラの高さ方向に沿って起立し、前記ノズル部が配置される起立管と、を備え、
前記起立管は、前記燃焼ボイラを挟んで少なくとも一対配置される請求項１に記載のクリンカ除去用給水装置。
前記起立管は、前記燃焼ボイラを挟む一方と他方とのそれぞれに複数配置される請求項２に記載のクリンカ除去用給水装置。